ストップトフロー共鳴ラマン分光法によるヘム含有2原子酸素添加酵素の反応機構研究

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05698
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37010:生体関連化学
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 柳澤 幸子 兵庫県立大学, 理学研究科, 准教授 (60557982)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ヘム酵素 / 二原子酸素添加酵素 / ストップトフロー / 共鳴ラマン / 免疫抑制

研究成果の概要

ヒトインドールアミン2,3ジオキシゲナーゼ1(IDO)はトリプトファン(Trp)に酸素２原子を添加するヘム酵素である。この反応はヘムによる唯一の二原子酸素添加反応である。その一方で、この反応が免疫抑制に関与することから、IDOは癌の免疫療法のターゲットである。しかしながら反応機構全容は不明である。本研究では反応機構解明を目指し、酵素反応の一部始終を分光学的に追跡して反応中間体の構造と状態について調べた。その結果三者複合中間体が二状態存在し、また次のステップに進むためにTrpが高い反応性をもつことの重要性が示唆された。

自由記述の分野

生物物理学、生物無機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

IDOは免疫療法のターゲットであり、治療薬としてのIDO阻害剤の探索が盛んに行われている。本研究では、既報の中間体が２状態存在し時間経過に伴って増減する様子を捉え、また、この中間体の安定化の原因を示唆した。中間体が安定に存在することは、活性を低下させる要因であり、阻害剤をデザインする上で有益な情報といえる。同時に、ヘム酵素による唯一のニ原子酸素添加反応の反応機構解明の鍵となる、未検出中間体を検出するための実験をデザインする上でも有益な情報である。